南海北部新生代高精度海平面变化研究

Aiming at low precision of the eustatic curve in the northern South China Sea and contradictoriness with global eustatic curve,the project will select the typi cal wells from the shelf - slope -deepwater area of the Pear River Mouth Basin locationg in the north of South China Sea, and use palaeoecology, mineralogy, sedimentology and sedimentary geochemistry to analyze characteristics of the mineral composition of the sediments, the palaontological composition and distribution, the sedimentary filling process of sedimentary environments and faces, the distribution of geochemistry elements. Combined with sequence stratigraphy and seismic sequence stratigraphy data, it will explore relations between sea-level change and the special and temporal distribution of sedimentary filling, and the combined feature of palaeoecology- rock and mineral - geochemistry elements; and establish the tracer parameters of high precision eustatic curve. Carrying out this work is of great significance for the understanding of the environment variation and comparison of sea and land of the South China Sea (SCS). in particular, it has important practical significance for forecasting the sediment filling types and guidance of deep-water petroleum exploration.

针对现有南海北部海平面变化曲线精度低、与全球海平面变化曲线相矛盾等问题，本课题拟选取南海北部东侧珠江口盆地陆架-陆坡-深水区的典型探井,采用古生态学、矿物学、沉积学、沉积地球化学等方法，开展渐新世以来沉积物的矿物组成、古生物组合分布、沉积环境及沉积相发育过程以及相关沉积地球化学特征分析。结合层序地层学和地震地层学资料，探讨海平面变化与沉积充填的时空分布关系以及古生态-岩矿-地球化学组合特征，揭示高精度海平面升降变化示踪参数；综合建立三到四级以上高精度珠江口盆地海平面变化曲线。这项工作的开展，对于认识渐新世以来南海海陆环境变迁和海陆对比具有重要意义，特别是更高精度的海平面变化研究对于准确预测沉积物充填类型、指导该地区的油气勘探具有更大的现实意义。

通过研究，发现研究区自中新世以来的沉积环境由陆相逐渐转为海相，位于陆坡-陆架不同构造带的沉积物记录了在沉积环境由陆相向海相变迁的过程中，岩石矿物学、元素地球化学等对海平面升降旋回变化的响应。陆源碎屑成分分析显示，伴随海侵的发生，沉积物重矿物特征指数ZTR值由小增大，稳定型矿物+超稳定型矿物组合的含量也由低增高，这反映了海平面升降对沉积物成熟度的控制；其它自生矿物以及特殊的岩性组合对沉积环境有重要指示；元素地球化学从古盐度(Al、Ti、B/Ga、Sr/Ba、Ca/Mg等)、古水深(∑REE、V/Ni、Rb/K、Mn/Fe、Zr/Al)和氧化还原(δCe、Th/U、Mo)这三方面对海平面旋回变化有很好的响应；在一个完整的海平面变化周期内，反映古盐度变化和古水深变化的元素参数均呈现出低值-最高值-低值的变化趋势，氧化-还原参数则表现为高值-低值-高值的变化趋势。Sr-Nd同位素分析发现，87Sr/86Sr比值和143Nd/144Nd比值对海平面变化非常灵敏，87Sr/86Sr比值和海平面变化呈反比，而143Nd/144Nd比值呈正比。研究中元素峰值与浮游有孔虫和钙质超微生物事件以及生物分带进行对比，有助于确定了元素突变界面的地质年代。综合研究显示本区中新世总共发育了10个三级海平面升降旋回，3个二级海平面变化旋回，二级海平面变化呈现阶段性海侵的特征。上述结果与珠江口盆地相对海平面变化曲线一致，充分说明了此次研究成果是合理的，也表明采用化学元素来反映海平面升降的方法是可行的。